什么是纳米？
纳米是长度单位，大约是一根头发的十万分之一。科学家严格定义为:10-9 m. Nano在这里有两层意思:
首先是空间尺度的概念。一纳米是千分之一微米，大约是一个人头发直径的百分之一，几个原子的排列周期，DNA双链分子直径的一半，说明它是一门在纳米尺度上研究原子和分子现象以及结构与功能关系的综合性科学技术。
另一层含义是思维方式的概念，即人类的科研生产活动将向更小的规模和更深的层次发展，例如从微米级发展到纳米级；生产对象可以越来越小，直到纳米级的原子分子器件。
二、纳米尺度空间的含义
国际公认0.1 ~ 100 nm是纳米级空间。为了研究工作的方便，有人把0.1 ~ 1微米的尺寸看作亚微米系统，1 ~ 100 nm的尺寸划分纳米系统，典型的尺寸< 1nm是一个团簇。纳米尺度空间所涉及的物质层面是一个相对独立的中间领域，既不宏观也不微观，称为介观研究领域。
三、纳米技术的意义
纳米技术是20世纪90年代初迅速发展的一个新的前沿科学研究领域。
纳米技术是指纳米尺度物质的制备、研究和产业化，以及纳米尺度物质的交叉研究和产业化的综合技术体系。
纳米尺度空间所涉及的物质层面是一个相对独立的既不宏观也不微观的中间领域，称为介观研究领域。
纳米科学技术是研究电子、原子、分子在1-100纳米空间中的运动规律、特性和应用的高科技学科。纳米技术的最终目标是操纵单个原子和分子，按照人们的意愿构建具有一定功能的纳米级器件或产品。显然，纳米技术不等于纳米材料科学，纳米材料科学包括纳米生物学、纳米电子学、纳米力学，当然还有纳米材料科学。这是一个跨学科研究的新领域。
第四，纳米技术的特点
1.它们必须至少有一个尺寸在1纳米到100纳米之间。
2.它们的设计过程必须体现出微观操控的能力，即能够从根本上控制分子尺度结构的物理化学性质。
它们可以组合形成更大的结构，并具有优异的电学、化学、机械和光学性能。
五、纳米技术可追溯性:
1905年春天，爱因斯坦写信给他的同事康拉德·哈比希特，透露他将在这一年里做四项工作，其中一项就是测量分子的真实大小。在4月30日提交的博士论文中，他设计了一种测量分子大小的新方法，估算出一个糖分子的直径约为1纳米，首次将纳米与分子大小联系起来，证明了分子的存在。这是20世纪初在物理学界引起极大关注的问题之一。
在这篇博士论文中，爱因斯坦设计了一种利用阿伏伽德罗常数测量分子大小的方法。当爱因斯坦把这篇论文交给他的导师苏黎世大学的阿尔弗雷德·克莱纳教授时，教授拒绝接受，因为它太短了。爱因斯坦不得不在论文通过前添加一些段落。
爱因斯坦从未想到他的博士论文会成为一个世纪后发展的纳米技术的来源。
不及物动词纳米技术发展大事记
1905年4月15:爱因斯坦在博士论文中估计一个糖分子的直径约为1 nm。
1959:美国物理学家理查德？费曼在题为《底层发展潜力巨大》的演讲中首次预言了纳米技术的崛起。
1982:扫描隧道显微镜出来了。
1984:德国物理学家H？格兰特教授的团队成功研制出纳米尺寸的黑色金属粉末，纳米固体材料由此诞生。
1986: Binig和basil发明了扫描隧道显微镜，Luska分享了1986诺贝尔物理学奖。
1989:美国IBM公司阿尔马登研究中心科学家伊格勒成功利用扫描隧道显微镜移动镍晶体表面的氖元素，重新排列一个单一元素，写出35个氙原子排列的“IBM”三个字母。
1990:“首届纳米科学与技术研讨会”在美国召开，这标志着一门新兴学科——纳米科学与技术的正式诞生，它将微观基础理论研究与当代高科技紧密结合。
199l:日本筑波研究所的稻岛昭夫发现了碳纳米管，它是由石墨碳原子弯曲而成的碳管，直径从几纳米到几十纳米，壁厚只有几纳米。
1993:中国科学院北京真空物理实验室操纵原子，成功写出“100”和“中国”字样。
1996:因为C60的发现，克鲁托、斯莫利和科尔获得了诺贝尔化学奖。
2000年6月5-438日+10月:美国启动了国家纳米计划(NNI)。
2000年8月:朗讯科技公司在英国《自然》杂志上报道说，一种纳米级的镊子是由DNA制成的。美国康奈尔大学的科学家们开发出了世界上第一台只能用显微镜才能看到的微型医疗设备——一架可以进入人体细胞的纳米“直升机”。
2006年6月5438+0:伯克利大学和劳伦斯？波切利国家实验室的研究人员创造了世界上最小的激光器——纳米线上的纳米激光器。
2001年7月3日:“2001国际纳米材料高层论坛暨技术应用研讨会”在北京国际会议中心开幕，纳米技术引起了中央领导的关注。
2001 11:朗讯科技用单个有机分子制成了世界上最小的“纳米晶体管”。
2001 12.20:美国《科学》杂志公布了2001年度世界十大突破，其中纳米技术领域取得了多项重大成就，名列前茅。
2002年6月5438+10月:中德科学家率先在纳米尺度上自由操纵单个生物大分子，用DNA链写出“DNA”，发表在美国《纳米通讯》杂志第一期封面上。
2002年6月5-438日+10月28日:上海召开“2002上海纳米技术发展研讨会”，勾画了上海纳米技术的未来前景。
七、中国科学家的研究成果。
白春礼是我国扫描隧道显微镜的开创者之一，也是国际STM界有影响和活跃的科学家之一。利用这项新技术，他在有机固体和大分子的表面结构研究方面做出了突出贡献，是中国纳米技术发展的主要推动者。
中国科学院物理研究所谢在国内率先开展碳纳米管研究，发明了定向生长碳纳米管阵列的方法。有关超长碳纳米管的工作发表在《自然》杂志上，被英国《金融时报》报道为长碳纳米管的问世，创造了“3毫米世界之最”，比现有的碳纳米管长1-2个数量级，被评为中国1998年十大基础研究进展之一。
Luco中科院发现的纳米金属的超塑性延展性，是首次直接观测到纳米铜在室温下延展50倍以上。这项研究被誉为金属材料领域的重大突破，被评为2000年中国十大科技新闻之一。
张立德中科院固体物理研究所开发了自组织合成、模板合成、介孔内缘生长等先进前沿技术，成功合成了纳米级同轴电缆。内核由直径仅为10nm的碳化物组成，不仅可用于未来高密度器件的连接，还可作为微机械和机器人的部件。
华，中国，纳米电子学的先驱。在分子电子学和分子计算机领域，开发了三种单有机机电双稳态材料，可用于制造分子逻辑开关。这些材料的跃迁时间极快，电场前后的电导变化可达654.38±0万次。与此同时，还有其他用于制造电子设备的板材、存储器和电线。这些尺寸在50纳米左右的新材料的研究在国际上处于领先地位。
范寿山和清华大学在国际上首次利用碳纳米管与氧化农作物的氨反应，成功制备出直径30 ~ 40纳米、长度25微米的一维GaN半导体纳米棒。这意味着碳纳米管的空间受限反应方法可以用于制备更多材料的一维纳米结构，这一研究成果发表在《科学》杂志上。在1998被评为十大科技新闻。
李明安，中国科学院上海核研究所1987，致力于扫描探针显微镜(STM/AFM)的研究。1989年初，独立研制了达到国际先进水平的国产扫描隧道显微镜(STM)，与生物学家合作开展了STM在DNA结构研究中的应用，主持了DNA和DNA-蛋白质复合物结构的扫描探针显微术研究。是中国最早的纳米技术推广者之一。
胡军上海交大与美国科学家在1989独立观测到DNA双螺旋结构，被评为当年美国十大科技发现之首。访美期间，我发明了扫描介电功率显微镜(SPFM)，研究了水的纳米特性，首次发现了“室温下的冰”这一新的自然现象。相关工作发表在《科学》和其他杂志上。同时在生物大分子的纳米操纵研究方面取得了国际领先的成果。
八、纳米与自然
1蝴蝶
★问题:
英国埃克塞特大学的两位物理学家在研究一种叫做凤蝶的蝴蝶翅膀的颜色时，用先进的光学仪器对这些颜色进行了观察和分析，发现这种蝴蝶的翅膀原本是黄色和蓝色的，但为什么人们肉眼看起来是闪亮的绿色呢？
★回答:
原来这只大凤蝶的翅膀上布满了凹洞，最奇怪的是这些凹洞只能用纳米来衡量，而且这些凹洞的底部是黄色的。再仔细看:发现这些凹坑也形成了一个斜坡，但是斜坡是蓝色的。人用肉眼观察时，光束打在坑底，坑底反射的光是黄色的，而坑坡上反射的光是蓝色的。因为坑太小，反射的光束混在一起，人眼分辨不出来，所以视为绿色。
★应用:
一些国家已经将这种纳米结构应用于硬币和贵重物品的防伪技术。
2.荷叶
★问题:
出淤泥而不染的荷花，无论风雨，都不湿，甚至每一滴落下的水珠都引起了人们美好的遐想。荷叶为什么能保持这么干净？
★回答:
在荷叶的扫描电镜照片中，表面结构清晰可见，那些凹凸不平的纳米结构就是要寻求的答案。这片荷叶上有很多纳米孔。当水滴或油滴甚至混合液体滴落在这个界面上时，就会形成一层气膜，使水和油都无法侵入这个表面，从而产生疏水疏油的奇妙现象。
★应用:
这是一种新型面料，可以渗透水蒸气，防止水滴。目前已长期应用于湿热环境下的军服。在图1.3(聚四氟乙烯微孔膜)中，疏水性纳米颗粒混合在织物纤维中。